Интереcно о науке

Компас – это навигационный инструмент, используемый для указания направления. Он считается одним из самых важных изобретений в истории человечества. Компас послужил основой для создания картографии, что в свою очередь позволило человеку исследовать пространство вокруг него и открывать новые ареалы обитания.

До изобретения компаса путешественники могли ориентироваться только по звездам, солнцу, луне, географическим объектам. Однако ни один из этих ориентиров не давал должной точности и не был всепогодным. Достаточно было появиться облакам, чтобы обезоружить путника и сбить его с намеченного курса. С появлением компаса появилась возможность достаточно точно ориентироваться не только на суше, но и на море в любую погоду и в любой точке нашей планеты.

Предположительно компас был изобретен в древнем Китае, еще в 1 веке нашей эры. Он представлял собой небольшой кусочек намагниченного металла, прикрепленный к деревянной планке, плавающей в сосуде с водой. До арабских стран магнитный компас дошел к 8 веку, а в Европе появился лишь в 12.

Магнитный компас – это простейший вид компаса. Главными элементами обычного карманного компаса являются намагниченная игла, установленная на стержень, на которой она может свободно вращаться над проградуированным диском. На диске указаны 4 стороны света (север, юг, запад, восток) и ряд промежуточных направлений и делений. Игла ориентируется в соответствии с силовыми линиями магнитного поля Земли.

Как известно, Земля представляет собой большой магнит, с северным (отрицательным) и южным (положительным) полюсами. Вокруг любого магнита образуется магнитное поле, образованное силовыми линиями выходящими из южного полюса и входящие в северный. Намагниченный объект, помещенный в магнитное поле Земли будет стремиться ориентироваться своим положительным полюсом к Северу, а отрицательным к Югу, что и происходит с магнитной стрелкой.

Главная проблема в работе магнитного компаса заключается в том, что магнитное поле Земли неоднородно и его сила не постоянна во всех точках. Мало того, в некоторых областях южного полушарию наблюдаются большие области отрицательной полярности, и наоборот.

Магнитный компас полезен в первую очередь для определения направления движения из одной точки Земли в другую. Для определения точных координат необходимо знать направление силовых линий Земли в данной точке. Также необходимо отметить, что магнитный северный полюс Земли не совпадает с самой северной точкой, также как и южный полюс. Мало того, их местоположение постоянно изменяется, т.е. полюса дрейфуют.

К указанным выше причинам в отклонении показаний компаса, также могут вносить погрешность рукотворные магнитные поля. Например, корпус судна, фюзеляж самолета, линия электропередач также вносят свой результат. Эти значения также требуется учитывать для точной навигации.

Данные обстоятельство приводят к необходимости использования дополнительного устройства для определения направления: так называемый немагнитный компас или гирокомпас. Он применяется на всех современных судах, самолетах, космических кораблях, различных типах вооружения и мн. др.

Принцип работы гирокомпаса основан на другом устройстве – гироскоп. Он представляет собой металлический диск, постоянно вращающийся под действием какой-либо внешней силы (например, электродвигателя), и закрепленный так, что может беспрепятственно вращаться во всех трех плоскостях. При этом его ориентация не будет меняться в зависимости от того как изменяет свою ориентацию объект в пространстве. На точность показаний гироскопа не влияют внешние источники магнитного поля, изменения магнитного поля Земли, качка, тряска и т.п.

В настоящее время кроме обычного компаса и гироскопа существует множество других способов определить свое местоположение и направление движения, например, радиокомпас, спутниковая навигация. Их точность значительно превышает точность обычного магнитного компаса, но, не смотря на это его значение в истории человечества трудно переоценить.